JP6500745B2 - 水溶性インキ - Google Patents

Description

本発明は、アルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着層にグラビア印刷を施すことで、該印刷部分のアルミ蒸着層を消失させることができる水溶性インキに関する。

部分的にアルミ蒸着層を有する包装用積層フィルムの製造方法としては、次の三通りの方法が知られている。
第一の方法は、アルミ蒸着層に塩酢ビ系樹脂インキを用いてグラビア印刷を行い、その刷物を酸又はアルカリ性物質を溶解した浴槽に通して、塩酢ビ系樹脂インキで覆われていない部分のアルミ蒸着層を溶解、除去する加工方法である。
第二の方法は、予め水溶性樹脂で印刷したフィルムの全面にアルミ蒸着を施した後、水洗により水溶性樹脂と共にアルミ蒸着層を洗い流す方法である。
第三の方法は、フィルムにアルミ蒸着を施す時に、全面では無く蒸着層を形成しない部分に、遮蔽板を設けることでアルミ蒸気がフィルムに固着しないように蒸着する方法である。

第一の方法及び第二の方法は、印刷とアルミ蒸着層を抜く加工を別工程で行うため、印刷工程での印刷絵柄の確認作業に困難を極め、アルム蒸着層の除去加工において、本来アルミ蒸着層が消失すべき部分が消失しない、アルミ蒸着層が消失してはいけない部分が消失する等のトラブルが起きることがあった。

第一の方法でのトラブルとしては、グラビア印刷での印刷不良が原因である。カブリ・ドクター筋・カワキと言われる現象に起因するものであるが、インキとしては無色のプライマーインキを使用するために、印刷物だけでは発見しにくいものであった。
またアルミ蒸着層の除去工程においては、全面に酸性物質やアルカリ性物質を含有する水溶液に浸漬することによるインキ層への負荷や、アルミ蒸着層とフィルムに挟まれた水溶性樹脂を溶解除去することによって、意匠性を形成する輪郭線へダメージを与えることがあった。

第二の方法での問題は、グラビア印刷を行なったインキ面にアルミ蒸着を施すため、インキ表面の状態によりアルミ蒸着層の光沢が不安定になり、残ったアルミ蒸着層の光沢も低下する問題があった。

第三の方法では、ストライプ状の部分アルミ蒸着に限られ、意匠性の点で汎用性に欠ける問題があった

アルミ抜き加工用、ラミネート加工用インキＶＭ−ＰＥＡＲＬ（ＮＴ−１）
大日精化工業株式会社ＮＯ．２０１０．４．１．テクニカルインフォメーション

エッチング技術（パスタ―加工）化学エッチング、水性エッチング
株式会社麗光ホームページ技術情報

パターニング加工、シーライト（水性）加工・オパール（化学）加工・ストライプ加工 尾池工業株式会社 ホームページ 製品案内

アルミ蒸着フィルムに種々の絵柄を印刷しながら、同時にアルミ蒸着層が部分的に消失した透明な絵柄も併せて形成することができれば、意匠性に優れたアルミ蒸着フィルムを効率よく製造することができる。しかし、グラビア印刷機に掛けて、アルミ蒸着フィルムを部分的に消失させるインキは、未だ開発されていない。それは、アルミ蒸着フィルムを搬送しながら印刷し、それが次工程に搬送される僅かな間に、印刷したインキとアルミ蒸着層とを反応させてアルミ蒸着層を消失させ、更に反応を終えたインキをアルミ蒸着フィルムから除去する必要があるからである。

本発明は、グラビア印刷機に掛けてアルミ蒸着フィルムに印刷することができ、しかも印刷された絵柄部分からアルミ蒸着層を部分的に消失させることのできる新たな水溶性インキを提供することを課題とする。

アルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着層と反応して該アルミ蒸着層を消失させるアルカリ性物質と、水溶性インキとしての性質を保持させる水溶性樹脂と、溶剤としての水並びにアルコールを主成分とし、界面活性剤、及び適宜保水材を添加したグラビア印刷用水溶性インキであって、前記アルカリ性物質を前記水性インキ成分として４％から１０％の割合で含有し、前記水溶性樹脂を前記水性インキ成分として１％から５％の割合で含有し、前記溶剤である水を前記水性インキ成分として１０％から６０％の割合で含有し、同じく前記溶剤である一級アルコール類を前記水性インキ成分として３０％から８０％の割合で含有し、これらの前記主成分がインキ中の９５％から９９、９５％占めており、更に前記水溶性インキに前記界面活性剤が添加され、適宜保水材が添加されていることを特徴とするグラビア印刷用の水溶性インキ。

アルミ蒸着フィルムとしては、アルミ蒸着層を積層したポリエステルフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム、未延伸ポリプロピレンフィルム等のフィルムを使用することができる。
これらのアルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着面に、本発明の水溶性インキを用いグラビア印刷することで、該水溶性インキに含まれるアルカリ性物質とアルミ蒸着層が反応し、アルミ蒸着層を消失させることができる。しかる後、水溶性インキと消失したアルミ蒸着を水で洗浄除去すれば、部分的に透明なアルミ蒸着フィルムを作成することができる。

本発明のグラビア印刷用の水溶性インキにあって、前記アルカリ性物質として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化リチウム及び有機アルカリから選択したアルカリ性物質を使用した水性インキであることを特徴とする。

ここで使用する水溶性インキに含有させるアルミ蒸着を消失させるアルカリ性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム及び有機アルカリ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等の強アルカリ性物質を選択することが出来き、その中でもインキ溶剤に溶解し易いアルカリ物質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムが好ましい。

本発明のグラビア印刷用の水溶性インキにあって、前記水溶性樹脂としてＣＭＣ、ＨＥＣ、ＨＰＣ、ＨＰＭＣ、ＰＶＰ、ＰＮＶＡ、ＰＶＡから１種又は１種以上から選択した樹脂を含めた水性インキであることを特徴とする。

グラビア印刷用の水溶性インキに使用する樹脂は、アルカリ性物質によりインキの性質を損なわず、水で溶解すると共にアルコールに対しても溶解性を有する樹脂であるのが好ましい。
例えばカルボキシメチルセルロース（以下「ＣＭＣ」という）、ヒドロキシエチルセルロース（以下「ＨＥＣ」という）、ヒドロキシプロピルセルロース（以下「ＨＰＣ」という）、ヒドロキシプロピルセルロース（以下「ＨＰＭＣ」という）といった主にセルロースを原料として変性された水溶性高分子樹脂、ポリビニルピロリドン（以下「ＰＶＰ」という）、ポリ−Ｎ−アセトアミド（以下「ＰＮＶＡ」という）といった非イオン性の親水性・親アルコール性のポリマー、ポリビニルアルコール（以下「ＰＶＡ」という）等を選択することができる。使用するアルカリ性物質にもよるが、これらの水溶性樹脂の中でも、ＨＰＣ、ＨＰＭＣが好ましい。

前記樹脂の水溶性インキ中の含有量は、アルミ蒸着層とアルカリ性物質との反応状態に影響するため、適切に量を決める必要がある。すなわち、樹脂量が多すぎると、グラビア印刷された水溶性インキのアルカリ性物質がインキ層での移動を損なわれ、アルミ蒸着層との接触機会を損ない、アルミ蒸着層の消失低下を招く。一方、樹脂量が少なすぎると、グラビア印刷された水溶性インキのレベリング適性が低下し、インキ被膜に凹凸ができるため、インキ塗布量の少ない凹部のアルミ蒸着部分の消失が悪くなる。

本発明のグラビア印刷用の水溶性インキにあって、前記溶剤である前記一級アルコール類としてメチルアルコール又はエチルアルコールの一級アルコール類から選択したアルコール溶剤を使用した水性インキであることを特徴とする。

グラビア印刷インキの溶媒としては、アルカリ性物質を溶解または安定的に分散させることが出来る水、もしくはメチルアルコール、エチルアルコール等といった一級アルコールを使用する。

ここで、水とアルコールの比率は、水溶性インキのアルミ蒸着層との反応性、印刷でのレベリング性、乾燥性を考慮し、水：アルコールの比率は、１：９から６：４にするのが良い。

本発明の水性インキは、アルミ蒸着フィルムを搬送しながら印刷し、それが次工程に搬送されるわずかな間に、印刷した水溶性インキとアルミ蒸着層とを反応させてアルミ蒸着層を消失させるために、水溶性インキに界面活性剤を添加することで、アルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着層とアルカリ性物質の反応性を高め、アルミ蒸着層を消失する時間を短くした水性インキである。

グラビア印刷インキの助剤としては、印刷直後にグラビア版より転移されたインキを均一かつ平滑に塗布するため、また、アルミ蒸着層の消失時に積層されていたアルミ蒸着層との反応によって生じる表面の動きを抑制するため、非イオン性の界面活性剤、保水剤等を選択することができる。

非イオン性の界面活性剤としては、水、アルコールのどちらにも溶解し、イオン化していない極性基を持つことが必要であり、エステル型、エーテル型、エステル・エーテル型等があるが、好ましくは、耐酸・耐アルカリ性、耐塩性に優れたエーテル型を使用することが望ましい。

非イオン性の界面活性剤が、どのような働きでアルミ蒸着層の消失に効果を与えているかを断定することは困難であるが、次のような働きをしていると考えられる。
第一に、印刷されたインキの表面を平滑にするレベリング剤としての効果で、アルカリ性物質がアルミ蒸着層に均一に付与されていると考えられる。
第二に、アルカリ性物質とアルミ蒸着層との反応により発生する、水素ガス等の生成物をインキ層で小さな気泡や小さな粒子とすることで、アルミ蒸着層表面の反応を阻害しないと考えられる。
第三に、アルミ蒸着層に水溶性インキが印刷されるときの、アルミ蒸着層への物理的負荷により生ずるアルミ蒸着層の微細なクラックに界面活性剤が浸透することで、アルミ蒸着層に密着を弱くする効果、クラックへのアルカリ性物質の浸透を速くする効果等が考えられる。

このように界面活性剤を選択し使用することは、アルミ蒸着フィルムを搬送しながら印刷し、それが次工程に搬送される僅かな間に、印刷した水溶性インキとアルミ蒸着層を反応させてアルミ蒸着層を消失させるためには必要である。

アルミ蒸着層の厚みがあり消失が不十分な場合、反応に必要な水分を通常より長く保持するための保水剤として、ＰＶＰ、ＰＮＶＡ等の樹脂より、グレードを選択して添加することができる。

こうして得られる水溶性インキは、アルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着面にグラビア印刷することで、該水溶性インキに含まれるアルカリ性物質とアルミ蒸着層が反応しアルミ蒸着が消失し、該フィルムを水で洗浄し該水性インキを除去することで該部分は透明になり、部分アルミ蒸着層を有するフィルムを作成することができる。

本発明の水溶性インキを使用し、部分的にアルミ蒸着層を消失するために、塩酢ビ系油性インキの色インキ又は着色剤を含まないメジュームインキを使用する場合と、使用しない場合の、二通りがある。

一つの方法は、アルミ蒸着層を消失させない部分を、グラビア印刷により塩酢ビ系油性インキの色インキ又は着色剤を含まないメジュームインキを使用してインキ被膜を形成し、次いで該インキ被膜を除く部分、もしくは全ての部分に水溶性インキを印刷し、アルミ蒸着層を消失させた後、水洗除去して透明部を作成する方法である。
もう一つの方法はアルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着層を消失させたい部分に水溶性インキを印刷し、アルミ蒸着層を消失させた後、水洗除去して透明部を作成する方法である。この場合、水溶性インキに含まれるアルミ蒸着層との反応後に残るアルカリ性物質が、洗浄時にアルミ蒸着層に影響を与えないように、水溶性インキの洗浄除去を素早くすればよい。このように、アルカリ性物質を水溶性インキにして部分的な印刷をすることは、アルミ蒸着層を部分的にアルカリ性物質が作用するためである。

本発明は、グラビア印刷用の水溶性インキでアルミ蒸着層を消失させることを可能にしたもので、グラビア印刷機で意匠を付与する色インキの印刷、アルミ蒸着層を消失させる水溶性インキの印刷、アルミ蒸着層を消失させた後のインキの洗い作業を印刷ユニットで行うことができる。これにより、一工程でアルミ蒸着層が部分的に消失したアルミ蒸着フィルムを製造することができる。

このように、グラビア印刷機で意匠を付与する色インキの印刷、アルミ蒸着層を消失させる水溶性インキの印刷を同時に行うことで、アルミ蒸着層を消失させた部分の出来栄えを 意匠の印刷と同時に確認することを可能にした。
また、印刷物の不良を即時に発見することができ、グラビア印刷時に修正できるだけでなく、従来技術の工程短縮を可能にした。

アルミ蒸着フィルムに塩酢ビ系樹脂インキを印刷した断面図 図１に水溶性インキを印刷した断面図 図２を水洗いした状態の断面図 アルミ蒸着フィルムに水溶性インキを印刷した断面図 図４を水洗いした状態の断面図 図３にフィルムを積層した断面図 図３にフィルムを積層した別の断面図

次に、本発明の水溶性インキの一例を、以下の実施例で説明する。

実施例で使用したグラビア印刷用の水溶性インキの組成を表１、表２に示す。

処方１から処方６のグラビアインキを使用してアルミ蒸着フィルムにグラビア印刷を行うと、アルミ蒸着層が消失した。

アルミ蒸着層（２）を有するフィルム（１）の断面図を図１に示す。このアルミ蒸着が施された面（２）に塩酢ビ系油性インキ（３）を用いて絵柄の印刷を行った後、処方６の水溶性インキ（４）を用いて全面に印刷を行った。この断面図を図２に示す。印刷から数秒でアルミ蒸着層（２）と処方６の水溶性インキ（４）が接する部分は、アルミ蒸着層（２）が消失した。この印刷物を水に浸し、水溶性インキを洗い流すと、塩酢ビ系油性インキ（３）を用いた絵柄の部分以外のアルミ蒸着層（２）は消失して、絵柄部分が透明なフィルム（１）となった。この断面図を図３に示す。
処方１から処方５の、いずれのインキを使用しても同様の結果であった。

アルミ蒸着層（２）が施されたフィルム（１）に処方３の水溶性インキ（４）を用いて絵柄の印刷を行った。この断面図を図４に示す。この印刷物を水に浸し、水溶性インキを洗い流すと、塩酢ビ系水溶性インキ（４）を用い、絵柄の部分以外のアルミ蒸着層（２）は消失して透明なアルミ蒸着フィルム（１）となった。この断面図を図５に示す。
処方１，２，４，５，６の、いずれのインキを使用しても同様の結果であった。

図３、図５の部分アルミ蒸着フィルムを使用し、さらにフィルムを積層することにより、包装に使用する積層フィルムとすることができた。
図６は、アルミ蒸着ＣＰＰフィルムを図３の構成にした後、ＯＰＰフィルム（７）をドライラミネートで接着剤（５）により貼り合せたものであり、ＯＰＰ３０μ／接着剤／インキ／アルミ蒸着／ＣＰＰ２５μの構成の包装用積層フィルムである。
図７は、アルミ蒸着層（２）、ＰＥＴ（８）のフィルムを図３の構成にした後、ＯＰＰ（７）フィルム及びＣＰＰ（６）フィルムをドライラミネートで接着剤により貼り合せたものであり、ＯＰＰ（７）２０μ／接着剤（５）／インキ（３）／アルミ蒸着（２）／ＰＥＴ（８）１２μ／接着剤（５）／ＣＰＰ（６）２５μの構成の包装用積層フィルムである。
このように、本発明のアルミ蒸着層（２）を消失することができる水溶性インキ（４）を使用することにより、グラビア印刷工程とドライラミネート工程で部分アルミ蒸着層を有し、透明部がある包装用の積層フィルムを製造することができた。

１、フィルム
２、アルミ蒸着
３、塩酢ビ系油性インキ
４、水溶性インキ
５、接着剤
６、ＣＰＰ
７．ＯＰＰ
８、ＰＥＴ

Claims (4)

1. アルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着層と反応して該アルミ蒸着層を消失させるアルカリ性物質と、水溶性インキとしての性質を保持させる水溶性樹脂と、溶剤としての水並びにアルコールを主成分とし、界面活性剤、及び適宜保水材を添加したグラビア印刷用水溶性インキであって、前記アルカリ性物質を前記水性インキ成分として４％から１０％の割合で含有し、前記水溶性樹脂を前記水性インキ成分として１％から５％の割合で含有し、前記溶剤である水を前記水性インキ成分として１０％から６０％の割合で含有し、同じく前記溶剤である一級アルコール類を前記水性インキ成分として３０％から８０％の割合で含有し、これらの前記主成分がインキ中の９５％から９９、９５％占めており、更に前記水溶性インキに前記界面活性剤が添加され、適宜保水材が添加されていることを特徴とするグラビア印刷用の水溶性インキ。
2. 請求項１にあって、前記アルカリ性物質として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化リチウム及び有機アルカリから選択したアルカリ性物質を使用した水性インキであることを特徴とするグラビア印刷用の水溶性インキ。
3. 請求項１にあって、前記水溶性樹脂としてＣＭＣ、ＨＥＣ、ＨＰＣ、ＨＰＭＣ、ＰＶＰ、ＰＮＶＡ、ＰＶＡから１種又は１種以上から選択した樹脂を含めた水性インキであることを特徴とするグラビア印刷用の水溶性インキ。
4. 請求項１にあって、前記溶剤である前記一級アルコール類としてメチルアルコール又はエチルアルコールの一級アルコール類から選択したアルコール溶剤を使用した水性インキであることを特徴とするグラビア印刷用の水溶性インキ。